AI 업스케일링 정의와 기술 알아보기

□ AI 업스케일링의 정의

최근 기술의 발전으로 인공지능(AI) 기술을 활용한 다양한 서비스들이 등장하고 있다. 그 중에서도 AI 업스케일링 기술은 이미 우리의 일상 속에 깊이 침투하고 있다. 저해상도의 영상과 이미지를 더 큰 디스플레이에 맞춰 선명하게 개선하는 AI 업스케일링에 대해 알아보고자 한다. 우선 업스케일링이란 이미지나 영상 안에 부족한 픽셀을 채워 넣어 화질을 개선하는 기술을 뜻한다. 기존에는 오픈 소스 필터를 활용하여 픽셀 사이를 채워 넣는 번거로운 작업이 필요했지만, AI 업스케일링의 등장으로 이러한 작업의 효율이 크게 향상되었다. AI 업스케일링은 머신러닝을 통해 이미지를 보정하고 더 높은 해상도로 만들 수 있으며, 이로 인해 작업 시간과 비용을 줄일 수 있게 되었다.

 

AI 업스케일링 기술은 머신러닝과 딥러닝을 기반으로 한다. 사람 이미지의 다양한 특징을 분석하여 알고리즘을 설계하면, 기계가 이를 학습하여 화질을 개선하고, 기계가 스스로 영상 특징을 분석하고 처리 방법 학습하며 정밀한 작업을 한다. 따라서 AI 업스케일링은 머신러닝과 딥러닝을 융합하여 더욱 효율적으로 화질 개선을 이루어내는 하이브리드 형태의 기술이라고 할 수 있다. AI 업스케일링 기술의 또 다른 장점은 텍스처 생성 기법의 발전에 있다. 이전 머신러닝 기반 방식에서는 선명한 엣지를 강조하는 데 초점을 맞추었지만, 현재 AI 업스케일링 기술은 섬세한 텍스처를 자연스럽게 8K로 업 스케일링할 수 있다. 이러한 기술은 자연 풍경이나 복잡한 질감을 가진 콘텐츠를 더욱 생생하고 실감 나게 만든다.

 

□ AI 업스케일링 기술 사례

➀ 마이크로소프트의 VSR (Video Super Resolution)

< 마이크로소프트 VSR 기능 전·후, 출처: 마이크로소프트 공식 홈페이지, https://www.microsoft.com/ko-kr >

마이크로소프트는 엣지 브라우저의 VSR 기능을 소개했다. VSR은 머신러닝을 활용하여 모든 비디오 품질을 향상 시키는 기술로, 영상의 해상도를 업스케일링하여 더욱 선명하고 깔끔한 화질을 제공한다.

 

➁ 엔비디아의 RTX VSR (Video Super Resolution)

< 엔비디아의 RTX VSR 기술, 출처: 엔비디아 블로그, https://blogs.nvidia.co.kr/ >

엔비디아는 RTX VSR 기능을 선보였다. RTX 30·40 시리즈 그래픽카드를 탑재한 컴퓨터에서 사용할 수 있으며, 기존 업스케일링 방식과 AI를 함께 활용하여 업스케일링 품질을 개선한다.

 

③ 삼성전자의 AI 퀀텀 프로세서 8K

< 삼성전자의 AI 퀀텀 프로세서 8K, 출처: 삼성전자 홈페이지, https://www.samsung.com/sec/ >

삼성전자의 AI 퀀텀 프로세서 8K는 삼성의 독자적인 기술로, 해상도 영상을 픽셀 단위로 분석하여 8K급 화질로 변환해줘서 삼성 QLED 8K TV에서 놀라운 화질 개선을 이루어낸다. 수백만 개의 데이터 베이스를 분석한 AI 퀀텀 프로세서 8K가 저해상도 영상에 질감을 생성하고, 노이즈를 제거하고, 엣지를 선명하게 만들어주어 최적의 컬러와 명암, 디테일을 즐길 수 있게 만들어준다.

 

□ AI 업스케일링 기술의 혁신과 미래 전망

AI 업스케일링 기술의 미래 전망은 매우 밝다. 이미 8K TV와 같은 초고화질의 시대가 도래하면서, 8K로 제작된 영상 콘텐츠의 수요가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 8K 콘텐츠가 부족한 상황이기 때문에 업스케일링 기술의 중요성이 커지고 있다. 더 나아가 AI 업스케일링은 영상의 품질 분류, 잡음 제거, 압축으로 인한 왜곡 복원, 공간적·시간적 해상도 복원 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 또한, AI 기술의 발전과 함께 더욱 놀라운 기술이 개발될 가능성이 크다. 사용자들은 더욱 풍부하고 즐거운 디지털 미디어 경험을 누릴 수 있을 것으로 기대되며, 더 나아가 AI 업스케일링은 대화면 디스플레이에서도 뛰어난 성능을 발휘할 것으로 기대된다. 이로인해 사용자들은 어떠한 품질의 영상도 실감 나는 화질로 즐길 수 있게 될 것이다.

 

 

 

[출처]

- “[QLED 8K 비하인드 스토리 – 1편] 더 섬세하게, 더 자연스럽게…딥러닝으로 진화한 AI 업스케일링”, <삼성전자 뉴스룸>,

https://news.samsung.com/, 2020.04.03.

- 삼성전자 홈페이지,  https://www.samsung.com/sec/glossary/tvs/8k-ai-upscaling/

- "[AI 소개서] ①‘AI 업스케일링’ 화질 개선 손품으로 2주, AI는 단 3시간", <it chosun>, 2023.05.06.

- "240p 저화질 영상 ‘8K 고화질’로 바꾸려면? ‘AI 업스케일링’", <LG CNS>, 2020.11.05.